ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗРЫВА

К взрывам относятся процессы физического или химического превращения при которых накопленная в системе потенциальная энергия выделяется в течение очень короткого интервала времени в окружающую среду.

К простейшим взрывам можно отнести разрушение баллона, заполненного газом высокого давления, или корпуса парового котла, в котором под большим давлением находилась перегретая вода. Быстрый переход воды в пар будет сопровождаться достаточно длительным поддержанием высокого давления в системе и, соответственно, возникновением высокой плотности потока энергии в окружающую воздушную среду. Сюда же можно отнести и быстрое горение порохов или смесей газов с образованием продуктов сгорания высокого давления.

К более сложным взрывам относятся процессы, характеризующиеся “размазанной ” накопленной энергией и локальным выделением этой энергии. Примером может служить накопление электрического заряда в облаке, а затем локальное выделение энергии в виде молнии с колоссальной плотностью потока энергии. Аналогично этому в глубокозалегающих породах происходит накопление энергии и локальное выделение её при землетрясениях.

Еще более сложным взрывом является детонация, процесс при котором фронт химической реакции движется со скоростями, превышающими скорость звука в данном веществе.

В практике разведки и разработки месторождений углеводородов используются как физические, так и химические взрывы. Что касается процессов в самом источнике взрыва, то они наиболее сложны при химическом взрыве. Это же относится и к процессам, протекающим на границах раздела взрывчатое вещество – окружающая среда. В удалённых от поверхности источников зонах действия физических и химических взрывов имеют полную аналогию.

Поэтому, химические взрывы, и прежде всего детонация, заслуживают того чтобы процессам в самом взрывчатом веществе и на его границах было уделено большое внимание. Интерес к детонации подогревается ещё и тем фактом, что тепло-массоперенос за фронтом детонации во многом схож с тепло-массопереносом в пористых средах (нефтегазовых пластах находящихся в метастабильном состоянии) при всякого рода воздействиях на последние. Физические взрывы представляют интерес только с позиции воздействия на окружающую среду, в том числе на нефтегазовые пласты.

В разделе I будут рассмотрены только химические взрывы и процессы внутри самого источника взрыва, а также на его границе. Детонации, относящейся к химическим взрывам, но имеющей более сложную физическую природу будет уделено особое внимание.